绿光激光二极管(绿光LD)是绿光激光器的光源,将电能转换为光能,产生绿光激光,外延材料是其制备所需的核心材料。
绿光激光可以应用在医疗、显示、存储、通信、仪器、精密加工、军事等领域,也可用作激光泵浦源。绿光激光在医疗领域,可用于眼科手术、血管性疾病治疗等方面;在显示领域,具有色域宽、色纯度高、色彩鲜艳真实等优点;在精密加工领域,具有亮度高、聚焦光斑小、加工速度快等优点;用作激光泵浦源,可产生紫外、深紫外激光。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年中国绿光激光二极管及外延材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,绿光激光器是发射绿光激光的装置,绿光激光二极管(绿光LD)是其基础核心元件。绿光激光二极管制备难度大,主要受衬底材料、外延结构等因素影响。绿光激光二极管需要采用低缺陷密度材料作为衬底,例如氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)等,其中氮化镓较为常见,设计好外延结构之后,在氮化镓单晶衬底之上生长外延层,获得高质量外延片。
我国绿光激光二极管及外延材料相关研究成果不断增多。2019年4月,中国科学院半导体研究所获得一项名为“一种绿光激光器外延片及其制备方法”的专利授权,以蓝宝石为衬底,以氮化镓、氮化铝镓等为外延材料;2021年,中国科学院苏州纳米所团队在《Science China Materials》上发表了关于GaN基绿光激光二极管(LD)的研究进展;2024年10月,安徽格恩半导体有限公司公开一项名为“氮化镓基半导体绿光激光芯片及外延结构的生长方法”的发明专利。
凭借高饱和电子漂移速率、高击穿场强、高热导率等优点,氮化镓成为绿光激光二极管的常见外延材料。氮化镓基绿光激光二极管具有优秀的光学特性、能量转换效率与稳定性。外延材料性能优化与外延结构设计直接影响绿光激光二极管光电性能,为进一步提高绿光激光器品质,我国政策仍在大力推动绿光激光二极管及外延材料技术发展。
新思界
行业分析人士表示,2024年8月,我国工信部发布国家重点研发计划“高性能制造技术与重大装备”2024年度项目申报指南,在“新型显示与战略性电子材料”重点专项2024年度项目申报指南中,将高性能绿光激光外延材料、器件及应用研究列入,提出研究绿光激光二极管(LD)外延材料缺陷抑制、组分调控和器件结构等核心技术,研制出高功率绿光LD器件。